Pourazowe obrzmienie jest skutkiem obrzęku mózgu, czyli nadmiernego zwiększenia objętości wody w tkance lub wzrostu objętości krwi w naczyniach z powodu zaburzenia autoregulacji krążenia mózgowego.
Oba zjawiska powstają w rezultacie urazów głowy, po którym dochodzi najczęściej do porażenia naczyń, a zatem ich poszerzenia i zwiększenia w nich objętości krwi. Obrzmienie może towarzyszyć krwawieniu i mieć charakter ogniskowy bądź rozlany.
Obrzęk mózgu można podzielić na cytotoksyczny, naczyniopochodny oraz śródmiąższowy. Obrzęk cytotoksyczny powstaje wskutek niedokrwienia mózgu, które prowadzi do zatrzymania wody wewnątrz komórek (zatrzymanie sodu w komórkach, usunięcie potasu, napływ płynu do komórki). Ten rodzaj obrzmienia dotyczy najczęściej astrocytów ( komórki glejowe z licznymi wypustkami) istoty szarej mózgu.
Obrzęk naczyniopochodny jest rezultatem uszkodzenia bariery krew-mózg oraz wzrostu przepuszczalności naczyń. Powstaje on w istocie białej mózgu w mechanizmie nadmiernego gromadzenia się płynu w przestrzeni zewnątrzkomórkowej.
Najwcześniej od urazu rozwija się obrzęk cytotoksyczny, natomiast naczynipochodny największe nasilenie przybiera w 2-3 dobie.
Leczenie obrzęku mózgu obejmuje utrzymanie prawidłowego ciśnienia krwi, a w przypadku obrzęku naczyniopochodnego podanie leków moczopędnych i osmotycznie czynnych.
Bariera krew-mózg - fizyczna (uwarunkowana strukturą morfologiczną) i biochemiczna (obejmująca procesy biochemiczne zachodzące w obrębie cytoplazmy komórek tworzących barierę) bariera pomiędzy naczyniami krwionośnymi a tkanką nerwową, mającą zabezpieczać układ nerwowy przed szkodliwymi czynnikami, a także umożliwić selektywny transport substancji z krwi do płynu mózgowo-rdzeniowego. Przenikalność bariery krew-mózg jest warunkowana odmienną budową śródbłonka naczyń włosowatych (bariera fizyczna). Komórki śródbłonka połączone są ze sobą poprzez tzw. strefy zamykające, które stanowią ścisłe złącza między komórkami, nie mają szczelin, porów ani okienek, dlatego też substancje obecne w osoczu mogą pokonywać barierę śródbłonka jedynie na drodze transportu transceluralnego (przezkomórkowego). W przypadku bariery krew-mózg transport przezkomórkowy opiera się na dwóch systemach transportu: dyfuzji i transportu czynnego z udziałem białek błonowych (nośników). Na drodze dyfuzji transportowane są głównie drobnocząsteczkowe substancje odżywcze i substancje rozpuszczalne w tłuszczach. Peptydy i białka regulacyjne np. oksytocyna, opiaty, insulina, glukagon, somatostatyna i inne korzystają z transportu komórkowego opartego na transporcie czynnym z udziałem nośników białkowych (protein transport system - PTS). Substancje transportowane na drodze transcytozy nie są przekazywane bezpośrednio do neuronów, tylko do wypustek komórek glejowych (astrocytów). Wypustki komórek glejowych pokrywają około 90% powierzchni ścian naczyń włosowatych i to właśnie te komórki stanowią drugi komponent (pierwszy to budowa śródbłonka) decydujący o fizycznej barierze - są one łącznikami pomiędzy ścianką naczynia włosowatego a neuronami. Astrocyty transportują substancje zarówno z naczynia do neuronów, jak i z neuronów do naczynia.
Bariera biochemiczna związana jest z zdolnością metabolizowania pewnych związków w obrębie cytoplazmy komórek śródnabłonkowych i astrocytów np. adrenalina i dopamina są inaktywowane przez obecny w cytoplazmie enzym MAO (monoaminooksydaza). Inaktywacja katecholamin (adrenalina, serotonina, dopamina) ma na celu ochronę neuronów przed chwilowymi wzrostami stężenia katecholamin, pojawiających się w osoczu na skutek pobudzenia układu współczulnego np. w wyniku stresu bądź strachu.
Szczelność bariery krew-mózg jest słaba w rejonie tylnego płata przysadki mózgowej (wydziela ona do krwioobiegu hormony) oraz w okolicach splotu naczyniówkowego, znajdującego się w komorach mózgu (splot naczyniówkowy produkuje płyn mózgowo-rdzeniowy). Bariera ta nie występuje w sensie fizjologicznym również w narządzie naczyniowym blaszki krańcowej (organum vasculosum laminae terminalis).
Warto także pamiętać, że płyn mózgowo-rdzeniowy nie jest przesączem z krwi, ale stanowi wydzielinę splotów naczyniówkowych znajdujących się w scianie komór i narządach okołokomorowych. Transport substancji z krwi do płynu mózgowo-rdzeniowego jest bardzo selektywny, ponieważ do śródbłonka typu okienkowatego (czyli jakby się wydawało "dziurawego jak sito" - stąd się mówi o słabej szczelności bariery), przylegają wypustki komórek glejowych (tanycyty), które odbierają z krwi określone substancje (np. hormony) i przekazują je do płynu mózgowo rdzeniowego, a także w przeciwnym kierunku.